回风井止浆垫段壁后围岩地面注浆及井下探查工程综合评价.doc

平煤一矿系列资料之（五）提 交：钱自卫编 号：PYK20130819一矿北三回风井止浆垫段壁后围岩地面注浆及井下探查工程综合评价中 国 矿 业 大 学2013.08.19目 录1 基本情况介绍22 地面割管注浆概况23 井下探测及补充注浆设计34 井下探测及补充注浆施工情况55 止浆垫段壁后围岩含水情况分析评价66 破除止浆垫施工的建议71 基本情况介绍一矿北三回风立井由平煤建工集团建井一处负责施工，井筒设计深度1075m，净径6.5m，采用冻结法施工，设计冻结深度667m，井筒已施工至726.5m位置。井筒解冻后采用壁后注浆方法处理井壁淋水的过程中，在井筒591m处井壁压裂形成直径0.6m的孔洞，造成大量涌水并伴有大量碎石及黄泥浆溃入井筒，造成井筒被淹。后采取在筒573-604m浇注止浆垫，依靠原冻结孔割管注浆进行水害治理。地面割管注浆结束后，进行井筒排水，后在止浆垫上布设伞状检查补注孔进行割管注浆效果检验及补充注浆工作。截至2013年8月19日所有检查补注工作均已完成。本文将对前期井筒整体的检查注浆情况进行系统总结，通过过程分析对壁后围岩含水情况进行综合评价，并初步提出后续破垫的基本要求。2 地面割管注浆概况 在井下止浆垫浇注完成后，即利用原冻结孔割管注浆进行井筒水害治理，割管总体控制深度592-610m，割管数量28个，注浆压力普遍在15MPa以上，共注水泥浆4397m，水泥用量2539.6吨。各冻结孔割管注浆量统计见图1。割管注浆结束后，经多方多次论证，普遍认为通过割管注浆有效充填了井壁破裂点内部的空洞及宽大裂隙，可以进行井筒排水工作，排水及清淤工作于2013年7月20日前完成。图1 固管注浆各孔注浆量统计示意图（内圈数字为注浆量）3 井下探测及补充注浆设计在排水及清淤工作完成后，在以止浆垫为工作面布设探孔进行止浆垫段壁后围岩含水情况进一步探测，并进行补充注浆工作。探测坚持“全面探测+重点探测”结合的方式，即在整个井筒周围均布设探测孔进行全面探测，在出水洞方位井壁同时专门增加布孔进行专门探测。共布设探测补注孔19个，总体分A、B、C三个轮次，A轮次孔8个，为井筒全面探测孔；B轮次孔2个，为出水洞直接探测孔；C轮次孔9个，为出水洞外围重点探测孔。探测孔孔深跨度22-40m，终孔点距离外井壁2.05-5.65m（C4特殊7.4m）。各类孔设计见图2，钻孔参数统计见表2。图2 止浆垫探测孔设计图表1 探测孔设计参数统计表孔号开孔点距井壁距离m设计俯角设计深度m井深591m处探孔距井壁距离m终孔点距离井壁距离m备注A10.580401.875.65正对出水洞位置A20.580301.873.91A30.580301.873.91A40.580301.873.91A50.580301.873.91A60.382401.424.47A70.382301.423.08A80.382401.424.47B20.680221.382.04B20.680221.382.04C10.373234.255.17C20.373234.255.17C30.373234.255.17C40.373314.255.17寻找裂隙C50.373234.255.17C60.373234.255.17C70.373234.255.17C80.373234.255.17C90.373234.255.174 井下探测及补充注浆施工情况按照施工设计总体先穿插施工C字号孔及A1-A5孔，然后在穿插施工B字号孔及A6-A8孔。施工从7月21日开始至8月20日结束，历时一个月时间。钻进总进尺519.5m（不包括套孔），注水泥浆180罐（90立方），注入水泥约32吨。A字号孔施工深度30m、40m，A1-A5为第一轮就设计的探孔，A6-A8为第三轮补充设计的钻孔。在施工A字号孔的过程中A1、A2在孔深29m左右均有严重的涌水喷砂现象，涌水量80m3左右。两孔均采用放砂后进行注浆封孔，其余各孔均亦有出水现象，但水量均较小。B字号孔为第三轮次补充的钻孔，施工深度22m，两孔位于出水洞两侧，两孔施工过程中均未见探孔大流量出水现象。C字号孔为第一轮次就设计的钻孔，第一轮次施工深度17m，位于出水洞水平以上，在第二轮次中有设计延伸至23m，使终孔点位于出水洞以下，各孔均未见涌水现象。其中C4孔由于设计探测宽大裂隙而延伸至31m。表2 各孔实际施工探查情况孔号实际孔深m出水、注浆情况备注水量m3/h深度m注浆量（罐）C1231.5、19.5、232+1.5C2276.5、114、19.54+1C32310、170.5、1.51+1.520m岩石较碎C4313、8、1414、25、313+4.5无明显宽大裂隙C5231.5、117、231.5+220-21岩石破碎C6231.5、1.517、230.5+221-23岩石破碎C722.52.5、117.1、22、52+221-23岩石有胶红色C8232.5、615、230.5+3岩石破碎止浆垫一绳漏浆C9231.5、317、233.5+2A130.580、3029.2、30.510+23+1929.2m宽大裂隙，喷砂石，放出砂石0.5方A229.38029.31229.3 m宽大裂隙，喷砂石A33073021漏浆A43033043止浆垫有漏浆现象A5304304A6400.5302A7301.521.52.5A8402402B1222212B22225 止浆垫处壁后围岩含水情况分析评价（1）共布设探孔多达19个，全面探测与重点探测相结合，浅孔与深孔结合，外围探测与直接探测相结合，基本保证了探测控制无死角无盲点；（2）各探测孔在井深29m以浅位置（基本位于止浆垫底面以上位置）均未发生突水涌砂现象，说明止浆垫处井壁围岩应不残存展布范围较大的空洞及裂隙，也就说明了地面割管注浆起到了预想的效果；（3）所有探孔仅A1、A2出现大流量涌水现象，但其涌水层位在29m以下（基本位于止浆垫底面以下位置），与其同一水平的其它7个探孔（A3-A8、B4）均未发生类似现象，说明A1、A2揭露的宽大裂隙展布范围有限或其它区域已经被充填，宽大裂隙放砂后，已经进行了有效的注浆。综合以上分析，初步认为止浆垫段壁后围岩应不残存未被充填的宽大空洞及展布较好的节理裂隙，在做好过程控制的情况下，可以进行止浆垫破除工作。6 破除止浆垫施工的建议（1）进行工程分析，综合多方智慧，以安全为第一原则，制定专门的止浆垫破除施工设计方案；（2）在破除止浆垫前，在垫上施工一泄压孔，释放止浆垫以下充填砂石层的内聚压，保证破垫过程安全；（3）破除过程中尽可能减小炮掘对井壁的影响，比如可采取小炮量短进尺的方法进行，并要在井壁内预留一定厚度的护壁混凝土；（4）在破垫的过程中建议进行补充探测，并把探测过程与壁后注浆相结合，做到边掘进边探